Source: The Conversation – France (in French) – By Céline Faugeron Girard, Enseignant – Chercheur, Laboratoire E2Lim (UR24133), Université de Limoges
Une étude menée sur des tomates et des vignes montre que les algues rouges marines, déjà connues pour leur richesse en agar-agar, sont également prometteuses pour protéger les cultures face à certains pathogènes.
L’usage des pesticides conventionnels est aujourd’hui largement interrogé en raison de son impact sur l’environnement, la biodiversité et la santé humaine. Il apparaît en outre que certains d’entre eux deviennent aussi moins efficaces avec le temps, du fait de l’émergence de résistances au sein des populations de pathogènes des plantes.
D’autres méthodes, fondées sur l’utilisation de produits d’origine naturelle, se développent pour proposer une nouvelle stratégie de protection des plantes : c’est ce qu’on appelle le biocontrôle.
Parmi ces produits, un extrait d’algues montre des résultats prometteurs pour stimuler l’immunité des plantes cultivées : il est obtenu à partir de l’algue rouge Gelidium sesquipedale (Gs), déjà exploitée de façon durable en raison de sa richesse en agar-agar, un gélifiant utilisé notamment en agroalimentaire.
C’est ce que révèle une recherche que nous avons menée en conditions contrôlées et en plein champ sur tomate et vigne.
Systèmes de défense naturels
Dans la nature, les plantes font face à de nombreuses attaques par des ravageurs ou des micro-organismes pathogènes, dont certains champignons tels que le mildiou ou l’oïdium.
Elles sont capables d’y résister par des réponses de défense fondées sur des processus variés tels que : le renforcement des barrières naturelles (paroi des cellules végétales), la production d’enzymes qui attaquent la paroi du champignon, ou la production d’un stress oxydatif au point d’attaque (brûlure).
La plante va pouvoir stimuler ces défenses si elle reconnaît dans son environnement la présence d’un pathogène : soit grâce à des signaux chimiques issus directement du pathogène, soit provenant de fragments de constituants que la plante produit lors de l’attaque. Une telle sensibilité permet donc à la plante de percevoir une agression biologique et surtout d’y réagir selon la voie de la « résistance systémique acquise » (SAR).
Un signal hormonal se propage alors dans l’ensemble de la plante afin d’augmenter le niveau des défenses dans tous les organes, même ceux qui ne sont pas encore atteints par l’attaque du pathogène.
Pixabay et les auteurs, Fourni par l’auteur
Stratégie biomimétique
Fondée sur une approche biomimétique, cette stratégie est aujourd’hui utilisée par les filières agricoles pour stimuler les défenses des plantes de façon préventive avant que le pathogène n’attaque la plante. Il existe déjà sur le marché des stimulateurs de défense des plantes dont le principe actif est constitué par des molécules proches de celles des pathogènes.
La méthode a permis le développement de nouveaux produits de protection des plantes, homologués pour être appliqués sur des cultures tels que les céréales, la vigne, les légumes ou encore les arbres fruitiers. L’un des avantages est qu’ils ne ciblent pas un pathogène en particulier. Les molécules appliquées sur les plantes sont issues du vivant, facilement biodégradables et ne laissent donc pas de résidus toxiques dans l’environnement.
Cependant et de façon surprenante, les stimulateurs de défense des plantes ne sont pas uniquement issus de dérivés de plantes attaquées ou de champignons pathogènes. Bien que très éloignées du contexte des plantes terrestres, les algues marines en sont elles aussi une source.
Valoriser les co-produits de l’or rouge
Les algues marines sont de natures très diverses, que ce soit du point de vue de leur taille – microscopique dans le cas du phytoplancton, elle peut atteindre plusieurs mètres de long pour les macroalgues – ou de leur contenu en pigments – algues vertes, rouges, brunes… Elles produisent des composés originaux, utilisés par l’homme dans de nombreux domaines, notamment alimentaires et pharmaceutiques…
Les algues rouges telles que le Gelidium sesquipedale, récolté dans l’Atlantique du sud-ouest de la France jusqu’au Maroc, est exploité pour en extraire un gélifiant, l’agar-agar. Utilisé comme additif alimentaire mais aussi en biotechnologie, il représente un marché mondial d’environ 15 000 tonnes par an.
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Cette surexploitation des gisements naturels d’algues a toutefois fragilisé la ressource. C’est pourquoi une politique de quota de récolte a été mise en place, notamment au Maroc où elle est désormais limitée à 18 000 tonnes par an).
Si cet « or rouge » est déjà valorisé pour la production d’agar-agar, l’extraction industrielle du gélifiant génère des volumes importants de co-produits susceptibles de contenir des composés intéressants et originaux. Ainsi, depuis une dizaine d’années, le laboratoire E2Lim de l’Université de Limoges mène avec la société Setexam, un industriel marocain, un programme de recherche et de développement qui a permis de caractériser chimiquement les co-produits afin d’en proposer de nouvelles voies de valorisation.
Riches en minéraux et/ou en principes actifs tels que des hormones de croissance, les algues et leurs dérivés sont historiquement utilisés en agriculture en tant que fertilisants ou biostimulants pour favoriser la croissance des plantes cultivées.
Mais ces algues et les co-produits industriels associés peuvent-ils stimuler les défenses des plantes ?
Baisse de 50 % des attaques de mildiou
Les études menées en conditions contrôlées sous serre mais aussi en plein champ en condition de production révèlent que l’extrait de ces algues rouges permet d’augmenter, préventivement, le niveau des défenses des plantes favorisant une meilleure résistance aux attaques des pathogènes. Ainsi, des plants de tomate cultivés sous serre présentent une augmentation d’environ 40 % de certains marqueurs de défense (notamment des activités enzymatiques) suite au traitement par l’extrait d’algues.
Les essais en plein champ ont montré une diminution d’environ 50 % les symptômes d’attaque par le mildiou sur les feuilles et les grappes de vigne. S’il n’éradique pas le pathogène, le procédé limite significativement les effets des attaques fongiques. En baissant le recours aux fongicides conventionnels et sans altérer les rendements productifs, les SDN peuvent participer à la réduction de l’usage des pesticides préconisée par le plan Ecophyto et devenir un outil de la transition agroécologique.
Céline Girard, Fourni par l’auteur
Ainsi, les ressources marines dont l’extrait de l’algue Gelidium sesquipedale, lorsqu’elle est déjà exploitée de façon durable – comme au Maroc – pour produire de l’agar-agar, constituent aussi une source naturelle de principes bioactifs originaux utilisables en agriculture.
Avec une biodégradabilité élevée, leur usage n’induit aucune pollution environnementale et ne laisse aucune trace de résidus sur les cultures et les récoltes. Si les agriculteurs se l’approprient et l’intègrent à leurs itinéraires agricoles, avec notamment des applications précoces dans la saison, cette solution d’avenir les aiderait à réduire le recours aux produits phytosanitaires.
Cet article est publié dans le cadre de la Fête de la science (qui a lieu du 4 au 14 octobre 2024), et dont The Conversation France est partenaire. Cette nouvelle édition porte sur la thématique « océan de savoirs ». Retrouvez tous les événements de votre région sur le site Fetedelascience.fr.
Céline Faugeron Girard a reçu des financements de l’Université de Limoges, de la Région Nouvelle Aquitaine et de la société Setexam.
Rromir Koçi a reçu des financements de l’Université de Limoges, de la Région Nouvelle Aquitaine et de la société Setexam.
Vincent Gloaguen a reçu des financements de l’Université de Limoges, de la Région Nouvelle Aquitaine, de BPI et de la société Setexam
– ref. Protéger les cultures grâce aux algues rouges marines, une alternative aux pesticides ? – https://theconversation.com/proteger-les-cultures-grace-aux-algues-rouges-marines-une-alternative-aux-pesticides-238643